DE4304956A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schären von Fäden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schä­ ren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Schärmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Aus DE-AS 25 10 517 ist eine Konusschärmaschine dieser Art bekannt, bei der Fäden von Spulen eines Spulengat­ ters abgezogen und auf eine sich drehende Trommel auf­ gewickelt werden. Damit sich die Bandwickel dem vorge­ gebenen Konus anpassen, sind die Trommel und ein ein Fadenriet tragender Schlitten relativ zueinander axial verschiebbar. Nach einer vorgegebenen Anfangsphase, die durch eine vorbestimmte Umdrehungszahl der Trommel be­ stimmt ist, wird der in zwischen zurückgelegte Ver­ stellweg mittels einer radial verstellbaren Fühlwalze gemessen und mit dem entsprechenden Sollwert vergli­ chen. Bei Abweichungen erfolgt eine die Abweichung aus­ gleichende Korrektur des Schlittenvorschubs. Bei den Folgewickeln wird in der Anfangsphase der vorgegebene Schlittenvorschub und danach der korrigierte Schlitten­ vorschub kopiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fäden noch gleichmäßiger aufzuschären als bisher.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dieser Vorschlag beruht auf der Erkenntnis, daß das Kopieren des vorgegebenen Schlittenvorschubs und des korrigierten Schlittenvorschubs, wie er beim ersten Bandwickel auftritt, auf Folgewickel nicht notwendiger­ weise zu einem durchgehend gleichmäßigen Wickeldurch­ messer führt. Äußere Einflüsse wie sich ändernde Faden­ qualität, Unterschiede in der Fadenspannung u. dgl. füh­ ren zu unterschiedlichen Wickeldurchmessern. Auch wenn diese Unterschiede nicht groß sind, fallen sie ins Ge­ wicht. Denn ein Kettbaum, der durch Umbäumen sämtliche Fäden der Schärtrommel aufnimmt, gibt bei einer Umdre­ hung unterschiedliche Fadenlängen ab.

Erfindungsgemäß wird beim Schären der Folgewickel nicht nur der Schlittenvorschub kopiert. Vielmehr wird mit Hilfe einer weiteren Korrekturmaßnahme dafür gesorgt, daß sämtliche Folgewickel den gleichen Durchmesser be­ sitzen wie der erste Bandwickel. Zu diesem Zweck müssen weitere Daten, nämlich die Kenngröße, des ersten Band­ wickels gespeichert, mit diesen die gemessenen Kenngrö­ ßen verglichen und in Abhängigkeit davon die Fadenspan­ nung geändert werden. Hierbei werden auch diejenigen Fehler behoben, die sich dadurch ergeben, daß der kor­ rigierte Vorschub möglicherweise nicht hundertprozentig zu der gewünschten Konusneigung führt. Insgesamt sind aber die für die Korrektur erforderlichen Änderungen der Fadenspannung so gering, daß sie bei der weiteren Verarbeitung der Fäden nicht stören.

Es ist zweckmäßig, gemäß Anspruch 2 die Fadenspannung mehrfach zu korrigieren. Auf diese Weise stimmen die Folgewickel über ihrem gesamten inneren Aufbau mit dem ersten Bandwickel überein.

Wenn gemäß Anspruch 3 als Kenngröße die Prüfgröße ver­ wendet wird, benötigt man zu der Kenngrößenerfassung keine zusätzliche Meßvorrichtung.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 4 ergibt sich eine noch höhere Genauigkeit beim Aufbau des ersten Band­ wickels. Die hierfür erforderliche mehrfache Erfassung der Prüfgröße bereitet keine Schwierigkeiten, insbeson­ dere, wenn Prüfgröße und Kenngröße identisch sind.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 entfallen die bisher üblichen Unterbrechungen des Schärbetriebs. Trotz der höheren Zahl von Korrekturvorgängen wird die durchschnittliche Schärgeschwindigkeit nicht reduziert.

Dieses Merkmal kann insbesondere verwirklicht werden, wenn nach Anspruch 6 der Vergleich der Kenngrößen und die Korrektur der Fadenspannung automatisch erfolgen. Durch die Automatisierung folgen Messung, Vergleich und Korrektur so rasch aufeinander, daß ein kontinuierli­ cher Lauf der Trommel zulässig ist.

Gemäß Anspruch 7 kann die Erfassung der Prüf- und Kenn­ größen kontaktlos erfolgen. Dies ergibt genauere Werte als bei einer Tastrolle o. dgl. Außerdem wird der Wickel nicht durch mechanische Belastung verändert.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 8 bildet der Wickeldurchmesser die Prüf- und/oder Kenngröße. Wenn man vom Wickeldurchmesser den Trommeldurchmesser ab­ zieht, erhält man die Wickeldicke. Derartige Messungen lassen sich verhältnismäßig einfach durchführen.

Die Alternative nach Anspruch 9 sieht als Prüf­ und/oder Kenngröße einen bestimmten Winkel vor, der ebenfalls durch eine Oberflächenabtastung erfaßt werden kann.

Vorrichtungsmäßig wird die erfindungsgemäße Schär­ maschine im Anspruch 10 gekennzeichnet. Die zusätzlich erforderlichen Bauteile erfordern keinen großen Mehr­ aufwand.

Als Spannvorrichtung empfiehlt sich nach Anspruch 11 insbesondere eine unabhängig von der Schärtrommel an­ treibbare Spannwalze. Diese stellt ein Vorabzugsaggre­ gat zwischen Gatter und Schärmaschine dar. Die Drehzahl der Spannwalze läßt sich leicht regeln.

Die einzige Meßvorrichtung nach Anspruch 12 führt zu einer weiteren baulichen Vereinfachung.

Die Ansprüche 13 bis 17 geben Meßvorrichtungen an, die für die erfindungsgemäße Schärmaschine besonders brauchbar sind.

Der Digitalrechner gemäß Anspruch 18 führt zu einer sehr einfachen Möglichkeit der automatischen Verstel­ lung der Fadenspannvorrichtung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der erfin­ dungsgemäßen Schärvorrichtung,

Fig. 2 die Seitenansicht der Fadenspannvorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 eine Lichtschranke als Durchmesser-Meßvorrich­ tung,

Fig. 4 eine elektronische Zeilenkamera als Durchmesser- Meßvorrichtung und

Fig. 5 einen Bandwickel mit einer Meßvorrichtung aus berührungslosen Schaltern.

Eine Schärtrommel 1 ist durch einen Motor 2 antreibbar. Sie trägt an einem Ende einen Konus 3. Von einem ange­ deuteten Gatter 4 wird ein aus zahlreichen Fäden beste­ hendes Schärband 5 über eine Fadenspannvorrichtung 6 und ein Fadenriet 7 zugeführt. Hierbei werden nachein­ ander ein erster Bandwickel 8 und Folgewickel 9 er­ zeugt. Zu diesem Zweck ist das Fadenriet 7 auf einem Schlitten 10 montiert, der durch einen Stellantrieb 11 axial relativ zur Schärtrommel 1 verschiebbar ist.

Die Fadenspannvorrichtung 6 weist drei Spannwalzen auf, nämlich die durch einen Motor 12 angetriebene mittlere Spannwalze 13 und die beiden äußeren Spannwalzen 14 und 15, die mit der mittleren Spannwalze 13 über ein Ge­ triebe 16 verbunden sind.

Eine Meßvorrichtung 17, die mit dem Schlitten 10 gekup­ pelt ist und in Radialrichtung dem Wickelumfang folgt, dient der Messung des Durchmessers des Wickels 8 bzw. 9. Sie kann beispielsweise die Form einer Lichtschranke mit einem Lichtgeber 18 und einem Lichtempfänger 19 aufweisen, wie sie in Fig. 3 schematisch gezeigt ist. Als Alternative ist in Fig. 4 eine Meßvorrichtung 17′ in Form einer ebenfalls radial dem Wickelumfang folgen­ den Zeilenkamera 20 oder einer anderen Videokamera ver­ anschaulicht. Fig. 5 zeigt eine Meßvorrichtung 17′′, die aus drei berührungslosen, also beispielsweise induktiv oder kapazitiv arbeitenden Schaltern 21, 22 und 23 be­ steht, die dem Wickelumfang radial folgen. Hiermit kann erfaßt werden, ob die Umfangsfläche 24 des Wickels 9 eine Mantellinie besitzt, welche parallel zur Trommel­ achse verläuft oder einen Winkel hierzu bildet.

Ein Digitalrechner 24 besitzt eine Tastatur 25, mit der beliebige Befehle manuell eingegeben werden können, und einen Dateneingang 26, der mit drei Signalleitungen verbunden ist. Über die Signalleitung 27 werden die mit einem Zähler 28 gemessenen Umdrehungszahlen der Trommel 1 zugeführt, über eine Signalleitung 29 die Drehzahl des Motors 2 und über eine Signalleitung 30 das Meßer­ gebnis der Meßvorrichtung 17. Der Rechner 24 umfaßt ferner einen Speicher 31, einen Vergleicher 32 und ein Ausgabeteil 33. Dieses gibt über eine Befehlsleitung 34 Vorschubsignale an den Stellantrieb 11 und über eine Befehlsleitung 35 Drehzahlsignale an den Motor 12.

Beim Schären des ersten Bandwickels 8, das mit konstan­ ter Fadenspannung erfolgt, wird während der Anfangspha­ se, beispielsweise während der ersten hundert Umdrehun­ gen der Trommel 1, der Vorschub des Schlittens 10 auf­ grund der Erfahrung der Bedienungsperson oder einer anhand des zu schärenden Materials angestellten Berech­ nung vorgegeben. Am Ende dieser Anfangsphase (Arbeits­ punkt a in Fig. 5) wird mit Hilfe der Meßvorrichtung 17 eine die Bandwickelform charakterisierende Prüfgröße, hier der Wickeldurchmesser, im Vergleicher 32 des Rech­ ners 24 mit einem im Speicher 31 abgelegten Sollwert des Wickeldurchmessers verglichen. Wenn keine Überein­ stimmung herrscht, wird der Vorschub des Schlittens 10 durch ein entsprechendes Signal für den Stellantrieb 11 korrigiert.

Außerdem wird die gemessene Prüfgröße als eine die Bandwickelform charakterisierende Kenngröße im Speicher 31 abgelegt. In den Arbeitspunkten b bis g (Fig. 5), die jeweils nach einer bestimmten Umdrehungszahl, z. B. 100 Umdrehungen, auftreten, werden erneut mit der Meß­ vorrichtung 17 gemessene Kenngrößen im Speicher 31 ab­ gelegt. Falls erwünscht, kann in diesen Arbeitspunkten auch eine weitere Korrektur des Vorschubs des Schlit­ tens 10 erfolgen.

Beim Schären des zweiten Wickels 9 und aller weiteren Folgewickel wird jeweils in den Arbeitspunkten a bis g die jeweilige Kenngröße, die von der Meßvorrichtung 17 gemessen worden ist, mit der gespeicherten Kenngröße, die im entsprechenden Arbeitspunkt am ersten Bandwickel 8 festgestellt worden war, verglichen. Bei fehlender Übereinstimmung wird ein entsprechendes Signal an den Motor 12 gegeben, der durch Erhöhung oder Verminderung der Drehzahl der Spannwalzen 13 bis 15 die Fadenspan­ nung ändert. Auf diese Weise ergibt sich eine Korrek­ tur, mit der die Wickeldurchmesser in allen Folgewic­ keln dem ersten Bandwickel angepaßt werden. Diese Kor­ rektur erfolgt in den genannten Arbeitspunkten a bis g. Wenn die Trommel 1 vollgeschärt ist, ergibt sich ein Gesamtwickel mit gleichmäßigem Durchmesser.

Man kann auch den Schlitten 10 ortsfest halten und die Trommel 1 axial mit Hilfe des Stellantriebs 11 ver­ schieben. Statt die Umdrehungszahl und die Drehzahl des Motors 2 zu messen, kann man auch in dem Rechner 24 eine entsprechende Winkelkodierung an der Welle des Motors 2 auswerten. Die Spannvorrichtung 6 kann auch durch einen Zwangsantrieb der Gatterspulen oder eine Fadenbremse gebildet sein.

Claims (18)

1. Verfahren zum Schären von Fäden auf die einen Konus aufweisende Trommel einer Schärmaschine, bei dem mehrere Schärbänder nacheinander mittels eines re­ lativ zur Trommel axial verschiebbaren Schlittens zugeführt werden, beim Schären des ersten Bandes nach einer vorgegebenen Anfangsphase eine Korrektur des vorgegebenen Schlittenvorschubs aufgrund eines Soll-Ist-Vergleichs einer die Bandwickelform cha­ rakterisierenden Prüfgröße erfolgt und beim Schären der Folgebänder in der Anfangsphase der vorgegebe­ nen Schlittenvorschub und danach der korrigierte Schlittenvorschub kopiert wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Schären der Bänder jeweils bei den gleichen Umdrehungszahlen der Trommel eine die Bandwickelform charakterisierende Kenngröße erfaßt wird, daß die Kenngrößen des ersten Bandwickels gespeichert und mit ihnen die Kenngrößen der Folge­ wickel verglichen werden, und daß bei einer Abwei­ chung der miteinander verglichenen Kenngrößen die Fadenspannung des zugeführten Folgebandes korri­ giert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kenngrößenvergleich und die Korrektur der Fadenspannung bei jedem Folgewickel mehrfach nach­ einander erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Kenngröße die Prüfgröße ver­ wendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schären des ersten Bandes der Soll-Ist-Vergleich und die Korrektur des Vor­ schubs mehrfach wiederholt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Prüf- und/- oder Kenngrößen sowie die Korrektur von Vorschub und/oder Fadenspannung bei sich kontinuierlich dre­ hender Trommel erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der Kenngrößen und die Korrektur der Fadenspannung automatisch erfolgen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Prüf- und Kenngrößen kontaktlos erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Prüf- und/oder Kenngröße durch den Wickeldurchmesser gebildet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüf- und/oder Kenngröße durch den Winkel zwischen der Mantellinie des Band­ wickels und der Trommelachse gebildet wird.

10. Schärmaschine zur Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer einen Konus aufweisenden Trommel, einem relativ zur Trommel axial verschiebbaren Schlitten zur Zuführung von Schärbändern mit verstellbarem Vorschubantrieb, einer Meßvorrichtung zur Erfassung einer die Band­ wickelform charakterisierenden Prüfgröße, einer Vorrichtung zur Korrektur des Vorschubantriebs in Abhängigkeit von einem Soll-Ist-Vergleich der Prüf­ größe und einem Speicher für die beim ersten Band­ wickel gewonnenen und zum Kopieren des Vorschubs bei den Folgewickeln dienenden Vorschubdaten, ge­ kennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (17, 17′, 17′′) zur Erfassung einer die Bandwickelform charak­ terisierenden Kenngröße, einen Speicher (31) für die beim ersten Bandwickel (8) gewonnenen Kenngrö­ ßen, einen Kenngrößen-Vergleicher (32) und eine Spannvorrichtung (6) für die Schärbänder (5), mit deren Hilfe die Fadenspannung in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis änderbar ist.

11. Schärmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannvorrichtung (6) eine unab­ hängig von der Schärtrommel (1) antreibbare Spann­ walze (13 bis 15) besitzt.

12. Schärmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Prüfgrößen-Meßvorrichtung und die Kenngrößen-Meßvorrichtung durch eine einzige Meßvorrichtung (17, 17′, 17′′) gebildet sind.

13. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (17, 17′′) für den Wickeldurchmesser.

14. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (17′′) für die Neigung der Mantellinie des Bandwickels (8, 9) zur Trommelachse.

15. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine Lichtschranke als Meßvor­ richtung (17).

16. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine elektronische Kamera (20) als Meßvorrichtung (17′).

17. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch mindestens einen berührungs­ losen Schalter (21 bis 23) als Meßvorrichtung (17′′).

18. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Digitalrechner (24) vorgesehen ist, der den Speicher (31) aufweist, den Kenngrößen-Vergleicher (32) bildet und die Faden­ spannvorrichtung (6) automatisch verstellt.